(57)【要約】  レンズ形状測定装置の構成として、ステージ１２に支持したレンズを回転させる回転手段６と、レーザ変位計２０と、レーザ変位計２０をＸ方向に移動させる第１移動手段３と、レンズ２をＹ方向に移動させる第２移動手段４と、レンズ２の回転方向でレンズ２のコバ面上に設定された複数の測定対象部ごとに、その測定対象部を通るレンズの法線を基準に、レーザ変位計２０から測定対象部に入射するレーザ光の入射角と、当該測定対象部で反射するレーザ光の反射角とが等しい鏡面反射となるように、回転手段６、第１移動手段３および第２移動手段４の駆動を制御する駆動制御手段と、を備えるものとする。
2011125829.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定の対象物となる眼鏡レンズを支持する支持手段と、
レーザ光を物体表面の被測定位置に照射したとき、その反射光の観測位置が前記物体の被測定位置に依存して変化することを利用して前記物体の被測定位置を測定するレーザ変位計と、
前記支持手段で支持した前記眼鏡レンズと前記レーザ変位計との相対位置を変化させる相対位置可変手段と、
前記眼鏡レンズと前記レーザ変位計との位置関係が、前記レーザ変位計のレーザ光が前記眼鏡レンズのコバ面上に設定された測定対象部に照射され、かつ、前記測定対象部を通る眼鏡レンズの法線に対して前記レーザ光の入射角と反射角とが等しい反射となって反射光が観測される位置関係となるように、前記相対位置可変手段の駆動を制御する駆動制御手段と、
を備え、
前記駆動制御手段は、前記眼鏡レンズの玉型加工に適用された玉型加工データを利用して、前記相対位置可変手段の駆動を制御するための制御データを生成する
ことを特徴とするレンズ形状測定装置。
【請求項２】
前記駆動制御手段は、前記測定対象部を前記レーザ変位計で測定する前に、前記眼鏡レンズのコバ面上において、前記測定対象部から前記レンズの回転方向の一方側にずれた第１の箇所と、前記測定対象部から前記眼鏡レンズの回転方向の他方側にずれた第２の箇所を、それぞれ前記レーザ変位計で測定したときに得られる測定データを取り込み、前記第１の箇所を測定したときに得られる前記測定データの値と前記第２の箇所を測定したときに得られる前記測定データの値が等しくなるように、前記相対位置可変手段の駆動を制御し、
その後、前記レーザ変位計が前記測定対象部を測定する
ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ形状測定装置。
【請求項３】
測定の対象物となる眼鏡レンズを支持する支持手段と、
レーザ光を物体表面の被測定位置に照射したとき、その反射光の観測位置が前記物体の被測定位置に依存して変化することを利用して前記物体の被測定位置を測定するレーザ変位計と、
前記支持手段で支持した前記眼鏡レンズと前記レーザ変位計との相対位置を変化させる相対位置可変手段と、
前記相対位置可変手段の駆動を制御する駆動制御手段と、
を備え、
前記相対位置可変手段は、
前記レーザ変位計の測定基準軸を含む平面と平行な方向に前記眼鏡レンズと前記レーザ変位計との相対位置を変化させるＸＹ軸移動系と、
前記平面に垂直な方向に前記眼鏡レンズと前記レーザ変位計との相対位置を変化させるＺ軸移動系と、
前記平面に垂直な回転軸によって前記眼鏡レンズを回転させるθ軸回転系と、
を備え、
前記駆動制御手段は、
前記眼鏡レンズのコバ面上の１つの測定対象部が、前記レーザ変位計の測定基準軸上でかつ焦点位置に移動するように前記相対位置可変手段を駆動させる第１の駆動制御手段と、
その第１の駆動制御手段により前記眼鏡レンズを移動させた後に前記測定対象部を中心に回転するように前記ＸＹ軸移動系とθ軸回転系を駆動させる第２の駆動制御手段と、を有することを特徴とするレンズ形状測定装置。
【請求項４】
測定の対象物となる眼鏡レンズを支持する支持手段と、
レーザ光を物体表面の被測定位置に照射したとき、その反射光の観測位置が前記物体の被測定位置に依存して変化することを利用して前記物体の被測定位置を測定するレーザ変位計と、
前記支持手段で支持した前記眼鏡レンズと前記レーザ変位計との相対位置を変化させる相対位置可変手段と、
前記相対位置可変手段の駆動を制御する駆動制御手段と、
を備え、
前記相対位置可変手段は、
前記レーザ変位計の測定基準軸を含む平面と平行な方向に前記眼鏡レンズと前記レーザ変位計との相対位置を変化させるＸＹ軸移動系と、
前記平面に垂直な方向に前記眼鏡レンズと前記レーザ変位計との相対位置を変化させるＺ軸移動系と、
前記平面に垂直な回転軸によって前記眼鏡レンズを回転させるθ軸回転系と、
を備え、
前記ＸＹ軸移動系は、
異なる二つの移動軸からなるＸ軸移動系とＹ軸移動系とを備え、
これらＸ軸移動系とＹ軸移動系のうちの一方に前記レーザ変位計が取り付けられ、他方に眼鏡レンズが支持される前記θ軸回転系が取り付けられていることを特徴とするレンズ形状測定装置。
【請求項５】
前記レーザ変位計は、前記Ｚ軸移動系を介して前記一方の駆動部に取り付けられていることを特徴とする請求項４に記載のレンズ形状測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ形状測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
眼鏡フレームに処方された眼鏡レンズを枠入れするには、レンズ製造側から供給された円形または楕円形などのアンカットレンズ（未加工レンズ）を、その眼鏡フレームのレンズ枠形状（玉型形状）に合わせ縁摺り加工（以下、玉型加工という）を行う。玉型形状はフレームのデザインによって異なり、玉型加工はフレームの種類によって異なる。眼鏡フレームには、大別して縁なしフレームと縁のあるフレーム（以下、フルリムフレームという）とがある。フルリムフレームのレンズ枠にはＶ字状のヤゲン溝が形成されており、枠入れされるレンズはそのリム形状に対応するように玉型加工される。
一方、通常の縁なしフレームにあわせて玉型加工された眼鏡レンズは、レンズ端面（コバ面）はフラットでヤゲン溝はないが、眼鏡フレームの上方の眉部にリムを有し、下方には縁がないセミリムレスタイプと呼ばれる縁なしフレームもある。このタイプのフレームの玉型加工レンズは、コバ面に凹状の溝が形成され、上部の枠から合成樹脂等の糸でレンズを支持する構造となっている。
これらの縁なしフレームの場合のレンズの玉型加工は、平ヤゲン加工、溝ヤゲン加工と呼ばれている。このようにフレームの種類により、玉型形状は異なるので玉型加工も異なり、更に、コバ面の形状も異なる。また、審美上の観点からコバ面を鏡面に加工する場合もある。このようにフレームの種類に応じて、レンズを玉型形状に加工することを玉型加工と呼んでいる。
この玉型加工は縁摺り加工装置（レンズエッジャー）を用いて行われるが、この装置による玉型形状の加工誤差が許容範囲を超えてしまうと、玉型加工レンズを眼鏡フレームに枠入れできなくなったり、縁なしフレームの場合はフレーム部品と組み付けて眼鏡を調整できないなどの不都合を招くおそれがある。このため、玉型加工後のレンズが玉型加工データ通りに加工されているかどうかを検査する目的で、ヤゲンや溝などの端面形状、レンズの玉型形状、ヤゲン周長や溝周長等に関する測定が行われている。【０００３】
従来、眼鏡レンズの測定方式としては、測定子をレンズコバ面に接触させて測定する接触式が広く用いられている。しかし、近年、レーザ変位計を用いた非接触式のレンズ測定方法が提案されている（たとえば、特許文献１を参照）。このレンズ測定方法では、レンズを保持軸で両側から挟み込んでレンズを保持し、この保持軸の軸方向上の位置や回転方向の位置を変化させるとともに、このレンズの周縁にレーザ変位計を用いてレーザ光を照射しその反射光を受光してレンズの玉型形状を測定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】再表２００８−０１６０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、玉型加工後のレンズのコバ面は、研削ツールによる面荒さに起因して白濁して見えるが、このコバ面を研磨によって平滑化する鏡面仕上げも行われている。レンズのコバ面を研磨によって平滑化すると、そこでレーザ光が反射しにくくなる。このため、コバ面が研磨されたレンズを上記の拡散反射を利用して測定する場合は、レーザ変位計から投光したレーザ光がレンズのコバ面であまり反射せず、その多くがレンズの内部へと進入してしまう。そうすると、コバ面が研磨されていないレンズを測定する場合に比較して、レーザ変位計の受光量が大幅に減少する。このため、レンズの測定を適切に行うのに必要な受光量を確保できなくなるおそれがある。【０００６】
本発明の主たる目的は、レンズのコバ面が研磨等で平滑化されている場合でも、レーザ変位計を用いてレンズの形状や寸法を正確に測定することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様は、
測定の対象物となる眼鏡レンズを支持する支持手段と、
レーザ光を物体表面の被測定位置に照射したとき、その反射光の観測位置が前記物体の被測定位置に依存して変化することを利用して前記物体の被測定位置を測定するレーザ変位計と、
前記支持手段で支持した前記眼鏡レンズと前記レーザ変位計との相対位置を変化させる相対位置可変手段と、
前記眼鏡レンズと前記レーザ変位計との位置関係が、前記レーザ変位計のレーザ光が前記眼鏡レンズのコバ面上に設定された測定対象部に照射され、かつ、前記測定対象部を通る眼鏡レンズの法線に対して前記レーザ光の入射角と反射角とが等しい反射となって反射光が観測される位置関係となるように、前記相対位置可変手段の駆動を制御する駆動制御手段と、
を備え、
前記駆動制御手段は、前記眼鏡レンズの玉型加工に適用された玉型加工データを利用して、前記相対位置可変手段の駆動を制御するための制御データを生成するレンズ形状測定装置である。【０００８】
本発明の第２の態様は、
前記駆動制御手段は、前記測定対象部を前記レーザ変位計で測定する前に、前記レンズのコバ面上において、前記測定対象部から前記レンズの回転方向の一方側にずれた第１の箇所と、前記測定対象部から前記レンズの回転方向の他方側にずれた第２の箇所を、それぞれ前記レーザ変位計で測定したときに得られる測定データを取り込み、前記第１の箇所を測定したときに得られる前記測定データの値と前記第２の箇所を測定したときに得られる前記測定データの値が等しくなるように、前記相対位置可変手段の駆動を制御し、
その後、前記レーザ変位計が前記測定対象部を測定する、上記第１の態様に記載のレンズ形状測定装置である。【０００９】
本発明の第３の態様は、
測定の対象物となる眼鏡レンズを支持する支持手段と、
レーザ光を物体表面の被測定位置に照射したとき、その反射光の観測位置が前記物体の被測定位置に依存して変化することを利用して前記物体の被測定位置を測定するレーザ変位計と、
前記支持手段で支持した前記眼鏡レンズと前記レーザ変位計との相対位置を変化させる相対位置可変手段と、
前記相対位置可変手段の駆動を制御する駆動制御手段と、
を備え、
前記相対位置可変手段は、
前記レーザ変位計の測定基準軸を含む平面と平行な方向に前記眼鏡レンズと前記レーザ変位計との相対位置を変化させるＸＹ軸移動系と、
前記平面に垂直な方向に前記眼鏡レンズと前記レーザ変位計との相対位置を変化させるＺ軸移動系と、
前記平面に垂直な回転軸によって前記眼鏡レンズを回転させるθ軸回転系と、
を備え、
前記駆動制御手段は、
前記眼鏡レンズのコバ面上の１つの測定対象部が、前記レーザ変位計の測定基準軸上でかつ焦点位置に移動するように前記相対位置可変手段を駆動させる第１の駆動制御手段と、
その第１の駆動制御手段により前記眼鏡レンズを移動させた後に前記測定対象部を中心に回転するように前記ＸＹ軸移動系とθ軸回転系を駆動させる第２の駆動制御手段と、を有するレンズ形状測定装置である。【００１０】
本発明の第４の態様は、
測定の対象物となる眼鏡レンズを支持する支持手段と、
レーザ光を物体表面の被測定位置に照射したとき、その反射光の観測位置が前記物体の被測定位置に依存して変化することを利用して前記物体の被測定位置を測定するレーザ変位計と、
前記支持手段で支持した前記眼鏡レンズと前記レーザ変位計との相対位置を変化させる相対位置可変手段と、
前記相対位置可変手段の駆動を制御する駆動制御手段と、
を備え、
前記相対位置可変手段は、
前記レーザ変位計の測定基準軸を含む平面と平行な方向に前記眼鏡レンズと前記レーザ変位計との相対位置を変化させるＸＹ軸移動系と、
前記平面に垂直な方向に前記眼鏡レンズと前記レーザ変位計との相対位置を変化させるＺ軸移動系と、
前記平面に垂直な回転軸によって前記眼鏡レンズを回転させるθ軸回転系と、
を備え、
前記ＸＹ軸移動系は、
異なる二つの移動軸からなるＸ軸移動系とＹ軸移動系とを備え、
これらＸ軸移動系とＹ軸移動系のうちの一方に前記レーザ変位計が取り付けられ、他方に眼鏡レンズが支持される前記θ軸回転系が取り付けられていることを特徴とするレンズ形状測定装置である。【００１１】
本発明の第５の態様は、
前記レーザ変位計は、前記Ｚ軸移動系を介して前記一方の駆動部に取り付けられている、上記第４の態様に記載のレンズ形状測定装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、レンズのコバ面が研磨等で平滑化されている場合でも、レーザ変位計を用いてレンズの寸法や形状を正確に測定することができる。
また、レンズの加工形状が既知の場合に、より効率的にレンズの寸法や形状を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係るレンズ形状測定装置の構成例を示す斜視図である。
【図２】図１に示すレンズ形状測定装置の一部を抜粋した斜視図である。
【図３】レーザ変位計の構成例を示す概略図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るレンズ形状測定装置の制御系の構成例を示すブロック図である。
【図５】レンズの玉型加工データを利用する場合のレンズ形状測定の動作手順を示すフローチャートである。
【図６】測定対象部の設定例を説明する平面図である。
【図７】レンズ形状測定装置の各部のホームポジションを示す平面図である。
【図８】レンズ形状測定装置の動作例を説明する図（その１）である。
【図９】レンズ形状測定装置の動作例を説明する図（その２）である。
【図１０】レンズ形状測定時の状態を説明する模式図である。
【図１１】相対位置の調整例を説明する平面図である。
【図１２】レンズ形状測定装置の動作例を説明する図（その３）である。
【図１３】レンズの加工データを利用しない場合のレンズ形状測定の動作手順を示すフローチャートである。
【図１４】測定前の動作例を説明する模式図である。
【図１５】測定項目の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１５】
＜１．レンズ形状測定装置の構成＞
（機構系の構成）
図１は本発明の実施の形態に係るレンズ形状測定装置の構成例を示す斜視図であり、図２は当該レンズ形状測定装置の一部を抜粋した斜視図である。なお、図１および図２においては、レンズ形状測定装置の幅方向（左右方向）をＸ方向（以下、「Ｘ軸方向」とも記す）とし、レンズ形状測定装置の奥行き方向をＹ方向（以下、「Ｙ軸方向」とも記す）とし、レンズ形状測定装置の高さ方向（上下方向）をＺ方向（以下、「Ｚ軸方向」とも記す）としている。以降の説明では、Ｘ方向に平行な軸をＸ軸、Ｙ方向に平行な軸をＹ軸、Ｚ方向に平行な軸をＺ軸とする。Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、互いに直交する関係となっている。同様に、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、互いに直交する関係となっている。本発明の実施の形態においては、一例として、Ｘ軸を第１軸とし、これに直交するＹ軸を第２軸としている。この場合は、Ｘ方向（Ｘ軸方向）が第１軸方向に相当するものとなり、Ｙ方向（Ｙ軸方向）が第２軸方向に相当するものとなる。ただし、これに限らず、Ｘ軸を第２軸とし、Ｙ軸を第１軸としてもよい。
【００１６】
図示したレンズ形状測定装置１は、玉型加工済みのレンズ２を測定の対象物とするものである。また、レンズ形状測定装置１は、眼鏡レンズ（以下、「レンズ」とも記す）２の寸法および形状の少なくとも一方に関する情報を得るための測定を行うものである。レンズ２の寸法や形状に関する情報のうち、玉型形状は、たとえば、特開平５−１１１８６２号公報に示すように、レンズ２の所定の基準位置（例えば、ボクシング中心や光学中心）を通る軸の廻りの円周方向において、レンズ２のコバ面までの距離を３６０°にわたって、動径データ（r , θ）としてあらわすことができることは知られている。
通常、玉型形状は真円になっていないので、レンズ２の支持中心からコバ面までの半径方向の距離（r）が、レンズ２の軸線廻りの円周方向（θ）で、レンズ２の外周形状に応じて連続的に変化する。
【００１７】
本発明の実施の形態においては、レーザ変位計を用いてレンズ２の支持中心からコバ面までの距離をレンズ全周にわたって測定（検出）することにより、レンズの玉型形状を把握するものである。レーザ変位計は、レーザ光を物体表面の被測定位置に照射したとき、その反射光の観測位置が物体の被測定位置に依存して変化することを利用して物体の被測定位置を測定するものである。
【００１８】
レンズ形状測定装置１を用いて測定可能な、レンズ２に関する測定項目には種々の項目がある。たとえば、そのうちの一つとして、レンズ２の周長を挙げることができる。レンズ周長はフレームの玉型形状により、ヤゲン周長、玉型周長、溝周長等を意味する。
このレンズ２の周長は、玉型加工されたレンズをフレームに枠入れする場合に加工精度を示す重要な要素となる。
【００１９】
他の測定項目としては、たとえば、レンズ２のコバ面の幅や面取り量、光軸に対するレンズ２のコバ面の傾斜角などがある。さらに、これ以外にも、たとえば、レンズのヤゲン部の測定の場合は、ヤゲンの形状やヤゲンの高さ、レンズのコバの厚み方向におけるヤゲンの位置（たとえば、レンズ２の前面からのヤゲン頂部の距離）等がある。また、レンズ２のコバ面に溝が形成されている場合は、この溝の形状やこの溝の深さ、レンズ２のコバの厚み方向における溝の位置等がある。
【００２０】
本発明では、レーザ変位計によって得られる測定データを用いて測定可能な、レンズの形状および寸法に関する項目であれば、その項目数にかかわらず、どのような測定項目を対象にレンズ２の測定を行ってもかまわない。測定器となるレーザ変位計の具体的な態様例については後述する。
【００２１】
レンズ形状測定装置１は、後述する「支持手段で支持したレンズとレーザ変位計との相対位置を変化させる相対位置可変手段」として、たとえば、以下のような構成を有する。すなわち、レンズ形状測定装置１は、前記レーザ変位計の測定基準軸を含む平面と平行な方向に前記眼鏡レンズと前記レーザ変位計との相対位置を変化させるＸＹ軸移動系と、その平面に垂直なＺ方向への移動を行うＺ軸移動系５と、θ方向への回転を行うθ軸回転系６とを備えている。また、ＸＹ軸移動系は、Ｘ方向への移動を行うＸ軸移動系３と、Ｙ方向への移動を行うＹ軸移動系４とを備えている。このうち、Ｘ軸移動系３は、「レーザ変位計を第１軸方向に移動させる第１の移動手段」の一例として設けられたものである。この「第１の移動手段」は、「第１軸方向（Ｘ軸方向）でレンズとレーザ変位計の相対位置を変化させる第１の相対位置可変手段」を構成するものである。
【００２２】
一方、Ｙ軸移動系４は、「測定の対象物となるレンズを第２軸方向に移動させる第２の移動手段」の一例として設けられたものである。この「第２の移動手段」は、「第２軸方向（Ｙ軸方向）でレンズとレーザ変位計の相対位置を変化させる第２の相対位置可変手段」を構成するものである。
【００２３】
Ｚ軸移動系５は、「後述するレンズの回転軸に沿う方向（Ｚ軸方向）にレーザ変位計を移動させる第３の移動手段」の一例として設けられたものである。この「第３の移動手段」は、「回転軸に沿う方向でレンズとレーザ変位計の相対位置を変化させる第３の相対位置可変手段」を構成するものである。
【００２４】
θ軸回転系６は、「支持手段で支持したレンズを、レンズの支持中心（例えば、ボクシング中心）を通る回転軸（レンズの回転軸；以下、「θ軸」とも記す）を中心に回転させる回転駆動手段」の一例として設けられたものである。支持手段の具体的な態様例については後述する。
【００２５】
レーザ変位計およびθ軸回転系６は、ＸＹ軸移動系の異なる移動系に分離して取り付けると制御が容易になるという点で好ましい。実施の形態では、レーザ変位計はＸＹ移動系の一方（Ｘ軸移動系３）にＺ軸移動系５を介して取り付けられ、θ軸回転系６は他方（Ｙ軸移動系４）に取り付けられている。なお、レーザ変位計をＹ軸移動系４に取り付け、θ軸回転系６をＸ軸移動系３に取り付けるようにしてもよい。
【００２６】
Ｙ軸移動系４およびθ軸回転系６は、レンズ形状測定装置１のベースとなる基台７の上に搭載されている。Ｘ軸移動系３およびＺ軸移動系５は、架台８に搭載されている。架台８は、全体に門型をなし、両側に支柱８Ａを有している。
【００２７】
Ｘ軸移動系３は、Ｘ軸ステージユニット９を用いて構成されている。Ｘ軸ステージユニット９は、可動のステージ９Ａと固定のステージ９Ｂとを組み合わせた構成となっている。ステージ９Ａは、ガイド溝等を用いてステージ９Ｂに移動自在に搭載されている。ステージ９Ａが移動する方向はＸ方向となっている。Ｘ軸移動系３は、支持部材１３を介して架台８に取り付けられている。支持部材１３は、全体的に長尺状に形成されている。支持部材１３は、架台８の２つの支柱８Ａの間をＸ方向に掛け渡すように横長に配置されている。
【００２８】
Ｙ軸移動系４は、Ｙ軸ステージユニット１０を用いて構成されている。Ｙ軸ステージユニット１０は、可動のステージ１０Ａと固定のステージ１０Ｂとを組み合わせた構成となっている。ステージ１０Ａは、ガイド溝等を用いてステージ１０Ｂに移動自在に搭載されている。ステージ１０Ａが移動する方向はＹ方向となっている。また、Ｙ軸ステージユニット１０は、支持部材１４を介して基台７に取り付けられている。支持部材１４は、全体的に長尺状に形成されている。支持部材１４は、Ｙ方向と平行な向きで基台７の上に配置されている。
【００２９】
Ｚ軸移動系５は、Ｚ軸ステージユニット１１を用いて構成されている。Ｚ軸ステージユニット１１は、固定のステージ１１Ａと可動のステージ１１Ｂとを組み合わせた構成となっている。ステージ１１Ａは、ガイドレール等を用いてステージ１１Ｂに移動自在に搭載されている。ステージ１１Ａが移動する方向はＺ方向となっている。Ｚ軸ステージユニット１１のステージ１１Ｂは、Ｘ軸ステージユニット９のステージ９Ａにネジ等を用いて縦向きに固定されている。ステージ１１Ａの下端部はＬ字形に屈曲し、この屈曲部分の下面にレーザ変位計２０が取り付けられている。レーザ変位計２０は、測定の対象物となるレンズのコバ面にレーザ光を照射するとともに、このレンズのコバ面で反射したレーザ光を受光することにより、レンズのコバ面までの離間距離やこのコバ面の変位量を測定し得るものとなっている。レーザ変位計２０からレンズ２のコバ面までの離間距離は、前述したレンズ２の支持中心位置（以下、支持中心Ｏという）からコバ面までの距離に依存して変化する。このため、レンズ２の測定結果に基づいて、レンズ２の支持中心Ｏからコバ面までの距離を把握することができる。レーザ変位計２０の詳細については後述する。
【００３０】
θ軸回転系６は、θステージ１２を用いて構成されている。前述したレンズ２は、このθステージ１２の中心部にセットされるようになっている。その際、レンズ２は、図示しない保持具に吸着等により保持された状態でθステージ１２にセットされる。ここで記述する「保持具」は、レンズ２を玉型形状に合わせて玉型加工する際にも用いられるもので、レンズの一方の光学面（例えば、前面側）に吸着または粘着シールなどで取り付けられ、通常、レンズホルダと呼ばれる（吸着で取り付ける場合はサクションカップとも呼ばれる）。また、この保持具は、レンズ形状測定装置１の中では、測定の対象物となるレンズ２を支持する支持手段の一つの要素となる。
【００３１】
上記の保持具に関してさらに詳述すると、レンズ２は、玉型加工を終えた後も保持具に保持された状態で取り扱われ、そのままレンズ形状測定装置１に持ち込まれる。保持具が装着されるθステージ１２の中心部には、保持具とともに支持手段の一要素を構成する受け入れ部（不図示）が設けられている。そして、この受け入れ部に保持具を挿入することでレンズ２がθステージ１２にセットされるようになっている。また、図示はしないが、θステージ１２の中心部（たとえば、受け入れ孔の内部）には、支持手段の一要素として、保持具の回転方向の位置を一義的に決める位置決め手段（位置決めピン、位置決め溝、位置決め孔など）が設けられている。
【００３２】
θステージ１２は、複数本の支柱１６によって支持されている。各々の支柱１６は、Ｙ軸ステージユニット１０のステージ１０Ａの上に垂直に立てて設けられている。また、ステージ１０Ａにはロータリアクチュエータ１７が搭載されている。ロータリアクチュエータ１７は、θステージ１２にセットされた保持具と、この保持具に保持されたレンズ２とを一体にθ方向に回転させるものである。なお、θステージ１２に関しては、θステージ１２自身がそこにセットされた保持具およびレンズ２と一体に回転するものでもよいし、θステージ１２は回転せずに、そこにセットされた保持具およびレンズ２だけが回転するものであってもよい。本実施の形態においては、θステージ１２が回転するものとする。
【００３３】
（レーザ変位計の構成）
図３はレーザ変位計の構成例を示す概略図である。
本発明の実施の形態においては、レーザ変位計２０として、三角測距方式の非接触レーザ変位計を採用している。特性的には、たとえば、焦点距離が１５ｍｍ、焦点範囲が±２．３ｍｍ、測定精度が±２．５°のものを用いることができる。
【００３４】
レーザ変位計２０は、その本体部分を構成する筐体２１の内部に、投光部２２および受光部２３を有している。筐体２１の前面側には、投光用の窓部２４と、受光用の窓部２５とが設けられている。また、筐体２１の背面側には、後述する制御コンピュータ３０との間で、種々の信号やデータ（レーザ変位計２０の動作を制御するための制御信号や、レーザ変位計２０の測定データを含む）をやり取りするための配線等が接続される。
【００３５】
投光部２２は、前述した窓部２４を通して、レンズ２のコバ面に向けてレーザ光を投光するものである。投光部２２は、たとえば、半導体レーザからなる発光素子２６と、投光レンズ２７とから構成されている。投光部２２の向き（光軸）は、図中の一点鎖線で示す、Ｙ軸に平行な軸線に対して、たとえば、３０°の角度で傾斜している。
【００３６】
なお、図中の一点鎖線は、Ｘ方向に平行な面（以下、「Ｘ平面」とも記す）を反射面（鏡面）として、レーザ変位計２０の投光部２２から投光したレーザ光を受光部２３で受光する場合に、次のように規定される軸線となる。すなわち、レンズ形状測定装置１にレーザ変位計２０を実装するにあたっては、Ｘ平面で正反射（鏡面反射）したレーザ光が、予め設定された光位置検出素子２８の検出基準位置（たとえば、中心部）に入射するように、レーザ変位計２０の向きが事前に調整（微調整）される。そうした場合、図中の一点鎖線で示す軸線Ｊは、レーザ変位計２０の向きを調整する際の仮想的な基準軸となり、この基準軸が、Ｘ平面に直交し、かつＸ平面での正反射位置（入射位置）を通る軸線に一致している。以降の説明では、図中の一点鎖線で示す軸線Ｊを「レーザ変位計２０の測定基準軸」と記す。
【００３７】
発光素子２６は、レーザ光を出射するものである。投光レンズ２７は、発光素子２６から出射されたレーザ光を投射（投光）するものである。レーザ変位計２０からのレーザ光は、スポットタイプのものであってもよい。ただし、測定の対象物となるレンズ２のコバ面の位置は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向だけでなく、レンズの厚み方向であるＺ軸方向にも変化する。これは、レンズ２の凸面および凹面の曲率にあわせてレンズ２全体がカーブしているからである。また、ヤゲンや溝の位置もレンズ２のカーブに応じてＺ軸方向に変化する。このため、レンズ２のコバ面にスポットタイプのレーザ光を照射する場合は、そのコバ面に形成されているヤゲン、溝を含めたコバ面の断面形状を把握するのに、レーザ光の照射位置をＺ軸方向に移動させたり、レンズ２を何回も回転させて測定を繰り返したりする必要がある。
【００３８】
これに対して、レーザ変位計２０がレンズ２の厚さ方向に延びるライン状のレーザ光を出射する場合には、そのレーザ光のライン長の範囲内であれば、レンズ２のコバ面がＺ軸方向に変位しても、Ｚ軸移動系５によるレーザ変位計２０の移動を要することなく、コバ面の断面形状を測定することができる。このため、スポットタイプのレーザ光を利用する場合に比べて、レンズ２の形状や寸法に係る測定を迅速に行うことができる。ただし、特別にコバ厚が大きいレンズの測定の場合は、Ｚ軸方向に移動させる。このような理由から、レーザ変位計２０は、レンズの厚さ方向に延びるライン状のレーザ光を出射することが望ましい。そこで、本実施の形態において、投光部２２は、図１のＺ方向に平行でかつＺ方向に長いライン状のレーザ光を投光するものとなっている。
【００３９】
受光部２３は、窓部２５に向かって反射してくるレーザ光を受光するものである。受光部２３は、光位置検出素子２８と、受光レンズ２９とから構成されている。受光部２３の向き（光軸）は、レーザ変位計２０の測定基準軸Ｊ（図３参照）に対して、たとえば、３０°の角度（投光部２２の光軸と同じ角度）で傾斜している。
【００４０】
光位置検出素子２８は、その前面を光検出面とし、この光検出面上に入射する光（本形態例では、測定対象部から反射してくるレーザ光）の位置を検出するものである。光位置検出素子２８としては、たとえば、入射光の変位を検出可能なＰＳＤ（position sensitive detectors）を用いることができる。受光レンズ２９は、前述した窓部２５を通して筐体２１内に進出した光を光位置検出素子２８に導くものである。
【００４１】
（レーザ変位計の測定原理）
次に、レーザ変位計２０の測定原理について説明する。
まず、測定対象となる部分が、上記図３に示すように、Ｙ方向に位置が異なる３つの面（以下、「被測定面」と記す）Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３であるとする。この場合、各々の被測定面Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３は、互いに平行なＸ平面となっている。また、被測定面Ｆ１はレーザ変位計２０に最も近い位置に存在し、被測定面Ｆ３はレーザ変位計２０から最も遠い位置に存在している。
【００４２】
そうした場合、レーザ変位計２０の投光部２２から各々の被測定面Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３に向けて、斜めにレーザ光を照射すると、各々の被測定面Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３で反射（正反射）した光は、窓部２５および受光レンズ２９を順に透過して光位置検出素子２８の光検出面に入射する。このとき、被測定面Ｆ１で反射した光が光位置検出素子２８の光検出面に入射する位置と、被測定面Ｆ２で反射した光が光位置検出素子２８の光検出面に入射する位置と、被測定面Ｆ３で反射した光が光位置検出素子２８の光検出面に入射する位置は、それぞれ異なる位置となる。つまり、レーザ変位計２０から被測定面（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）までの離間距離の長短によって、被測定面で反射した光が光位置検出素子２８の光検出面に入射する位置が変わる。
【００４３】
また、レーザ変位計２０から出力される測定データの値（たとえば、出力電圧値）は、光位置検出素子２８の光検出面に入射する光の位置が変わると、それに応じて変化する。したがって、レーザ変位計２０を動作させたときに、このレーザ変位計２０から出力される測定データを基に、レーザ変位計２０と被測定面（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）との間の離間距離を測定（検出）することができる。また、被測定面がＹ方向に変位した場合は、その変位量に応じて、変位前・後の測定データの値が変わるため、それらの差分に基づいて当該変位量を測定（検出）することができる。
【００４４】
（制御系の構成）
図４は本発明の実施の形態に係るレンズ形状測定装置の制御系の構成例を示すブロック図である。
【００４５】
レンズ形状測定装置１の制御系は、制御コンピュータ３０を主体に構成されている。制御コンピュータ３０には、制御の対象として、前述したレーザ変位計２０のほかに、Ｘ方向移動用のモータ（以下、「Ｘ移動モータ」と記述する）３１と、Ｙ方向移動用のモータ（以下、「Ｙ移動モータ」と記述する）３２と、Ｚ方向移動用のモータ（以下、「Ｚ移動モータ」と記述する）３３と、θ方向回転用のモータ（以下、「回転モータ」と記述する）３４と、レンズのクランプ用のモータ（以下、「クランプモータ」と記述する）４１が、それぞれ電気的に接続されている。
【００４６】
Ｘ移動モータ３１は、レーザ変位計２０をＸ方向に移動させるための駆動源となる。Ｙ移動モータ３２は、θステージ１２にセットされたレンズ２をＹ方向に移動させるための駆動源となる。Ｚ移動モータ３３は、レーザ変位計２０をＺ方向に移動させるための駆動源となる。回転モータ３４は、θステージ１２にセットされたレンズ２をθ方向に回転させるための駆動源（ロータリアクチュエータ１７の駆動源）となる。クランプモータ４１は、θステージ１２にセットされたレンズ２を、前述した保持具を介してクランプするための駆動源となる。クランプモータ４１は、前述した支持手段の一構成要素となる。
【００４７】
前述した複数のモータ（３１，３２，３３，３４，４１）は、それぞれ、制御コンピュータ３０が備えるモータ制御部３５に接続されている。モータ制御部３５は、各々のモータ（３１，３２，３３，３４，４１）に対して、個別にモータ駆動信号を与えることにより、各モータの動作を個別に制御する。具体的には、モータ制御部３５は、たとえば、各モータの回転、停止、加速、減速、回転方向、回転速度、回転量（回転角度）などを制御する。
【００４８】
また、制御コンピュータ３０は、レーザ変位計２０を制御する変位計制御部３６と、各種のデータを処理するデータ処理部３７とを備えている。変位計制御部３６は、レーザ変位計２０の投光および受光の動作を制御するとともに、その動作によってレーザ変位計２０から出力される測定データを取り込んでデータ処理部３７に与える。
【００４９】
データ処理部３７は、「相対位置可変手段を構成するＸ軸移動系３、Ｙ軸移動系４、Ｚ軸移動系５およびθ軸回転系６の駆動を制御する駆動制御手段」の一例として設けられたものである。データ処理部３７は、モータ制御部３５を介して上記複数のモータ（３１，３２，３３，３４，４１）の駆動を個別に制御する。また、データ処理部３７は、駆動制御手段としての機能だけではなく、「レーザ変位計２０による位置測定情報と相対位置可変手段（３，４，５，６）による相対位置の移動量に関する情報とを取り込んで、レンズの被測定対象部の三次元位置情報を求め、この三次元位置情報に基づいて、レンズの形状および寸法の少なくとも一方に関する情報を生成する情報処理部」としての機能をあわせもつ。ここで、レンズの被測定対象部の三次元情報とは、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の三軸方向（つまり、三次元空間）で特定される位置の情報を言う。この三次元位置情報は、少なくとも、Ｘ軸移動系３によってＸ軸方向に移動するレーザ変位計２０の位置情報と、Ｙ軸移動系４によってＹ軸方向に移動するレンズ２の位置情報と、Ｚ軸移動系５によってＺ軸方向に移動するレーザ変位計２０の位置情報と、に基づいて特定される。
【００５０】
データ処理部３７は、変位計制御部３６から取り込んだ測定データを用いて、種々のデータ処理を行う。データ処理部３７が実行するデータ処理の中には、たとえば、レンズの周長を演算する処理、レンズの玉型形状データを生成する処理、レンズのコバ面に関する各種の形状データを生成する処理、レンズ形状測定装置１の動作を制御する制御データを生成する処理などが含まれる。データ処理部３７は、大容量の記憶装置（例えば、ハードディスク（ＨＤＤ））３８にアクセスすることで、データの書き込みおよび読み出しを行う。記憶装置３８には、あらかじめ設計値や加工データとしての玉型形状データが格納されている。図の構成では、記憶装置３８が制御コンピュータ３０の外部に存在するイメージになっているが、制御コンピュータ３０の内部に記憶装置３８が存在してもよい。また、図示はしないが、制御コンピュータ３０とネットワークを介して双方向に通信可能に接続された他のパーソナルコンピュータやサーバー装置、他の通信装置に記憶装置３８が付属していてもよい。
【００５１】
制御コンピュータ３０は、表示部３９と、入力部４０とを有している。表示部３９は、主にレンズの測定結果を表示するための用いられるものであるが、これ以外の目的で使用されることもある。表示部３９は、たとえば、タッチパネルなどを用いて構成されるものである。入力部４０は、主として、レンズの測定に必要なデータなどを入力したり、測定条件等を設定したりするために用いられるものであるが、これ以外の目的で使用されることもある。入力部４０は、たとえば、スイッチ、ボタン、キー、マウスなどを用いて構成されるものである。制御コンピュータ３０の構成要素のうち、モータ制御部３５、変位計制御部３６およびデータ処理部３７は、たとえば、ＣＰＵ(Central Processing Unit)やＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ(Read-Only Memory)などのメモリ（記憶素子）等のコンピュータ・ハードウェアの組み合わせによって構成されるもので、それぞれの機能は、メモリに記憶されているプログラムをＣＰＵが実行することにより実現される。
【００５２】
＜２．レンズ形状測定装置の動作＞
続いて、本発明の実施の形態に係るレンズ形状測定装置１の動作について説明する。
【００５３】
（基本的な動作）
まず、Ｘ移動モータ３１、Ｙ移動モータ３２、Ｚ移動モータ３３および回転モータ３４を駆動すると、レンズ形状測定装置１は次のように動作する。
【００５４】
Ｘ移動モータ３１を駆動した場合の動作；
Ｘ移動モータ３１を駆動すると、Ｘ軸ステージユニット９のステージ９ＡがＸ方向の一方または他方に移動する。このとき、ステージ９Ａの移動方向、移動速度および移動量は、Ｘ移動モータ３１の回転方向、回転速度および回転量にそれぞれ対応したものとなる。
【００５５】
Ｙ移動モータ３２を駆動した場合の動作；
Ｙ移動モータ３２を駆動すると、Ｙ軸ステージユニット１０のステージ１０ＡがＹ方向の一方または他方に移動する。このとき、ステージ１０Ａの移動方向、移動速度および移動量は、Ｙ移動モータ３２の回転方向、回転速度および回転量にそれぞれ対応したものとなる。
【００５６】
Ｚ移動モータ３３を駆動した場合の動作；
Ｚ移動モータ３３を駆動すると、Ｚ軸ステージユニット１１のステージ１１ＡがＺ方向の一方または他方に移動する。このとき、ステージ１１Ａの移動方向、移動速度および移動量は、Ｚ移動モータ３３の回転方向、回転速度および回転量にそれぞれ対応したものとなる。
【００５７】
回転モータ３４を駆動した場合の動作；
回転モータ３４を駆動すると、θステージ１２がθ方向の一方または他方に回転する。このとき、θステージ１２の回転方向、回転速度および回転量は、回転モータ３４の回転方向、回転速度および回転量にそれぞれ対応したものとなる。
【００５８】
また、θステージ１２にレンズ２をセットした状態で、上述のようにレンズ形状測定装置１を動作させると、レンズ２とレーザ変位計２０の相対的な位置関係が次のように変化する。
【００５９】
Ｘ移動モータ３１を駆動した場合の相対位置；
Ｘ移動モータ３１を駆動すると、Ｘ軸ステージユニット９のステージ９Ａの移動にしたがってレーザ変位計２０がＸ方向に移動する。このため、レンズ２とレーザ変位計２０の相対位置がＸ方向で変化する。
【００６０】
実際にレンズ２の測定を行う場合は、Ｘ方向におけるレーザ変位計２０の位置を測定結果に反映させる必要がある。このため、Ｘ軸移動系３には、Ｘ方向のいずれの位置にレーザ変位計２０が存在するかを認識するための第１の位置検出センサが含まれている。そして、この第１の位置検出センサの検出結果がデータ処理部３７に取り込まれ、そこでレーザ変位計２０の位置をリアルタイムに認識可能となっている。
【００６１】
Ｙ移動モータ３２を駆動した場合の相対位置；
Ｙ移動モータ３２を駆動すると、Ｙ軸ステージユニット１０のステージ１０Ａの移動にしたがってレンズ２がＹ方向に移動する。このため、レンズ２とレーザ変位計２０の相対位置がＹ方向で変化する。また、上記図１の状態からＹ移動モータ３２を駆動すると、レンズ２がレーザ変位計２０に対して接近離間する方向に移動する。このため、レンズ２のコバ面（外周面）からレーザ変位計２０までの離間距離が変化（増減）する。
【００６２】
実際にレンズ２の測定を行う場合は、レーザ変位計２０の焦点距離等だけではなく、Ｙ方向におけるレンズ２の位置（たとえば、レンズ２の回転軸となる位置）を測定結果に反映させる必要がある。このため、Ｙ軸移動系４には、Ｙ方向のいずれの位置にレンズ２が存在するかを認識するための第２の位置検出センサが含まれている。そして、この第２の位置検出センサの検出結果がデータ処理部３７に取り込まれ、そこでレンズ２の位置をリアルタイムに認識可能となっている。
【００６３】
Ｚ移動モータ３３を駆動した場合の相対位置；
Ｚ移動モータ３３を駆動すると、Ｚ軸ステージユニット１１のステージ１１Ａの移動にしたがってレーザ変位計２０がＺ方向に移動する。このため、レンズ２とレーザ変位計２０の相対位置がＺ方向で変化する。
【００６４】
実際にレンズ２の測定（特に、レンズ２のコバ面の形状に関する測定）を行う場合は、Ｚ方向におけるレーザ変位計２０の位置を測定結果に反映させる必要がある。このため、Ｚ軸移動系５には、Ｚ方向のいずれの位置にレーザ変位計２０が存在するかを認識するための第３の位置検出センサが含まれている。そして、この第３の位置検出センサの検出結果がデータ処理部３７に取り込まれ、そこでレーザ変位計２０の位置をリアルタイムに認識可能となっている。
【００６５】
回転モータ３４を駆動した場合の相対位置；
回転モータ３４を駆動すると、θステージ１２とともにレンズ２が回転する。このため、レーザ変位計２０に対するレンズ２のコバ面方向の向きがθ方向で変化する。このとき、レンズ２の回転中心を通る軸が「回転軸（θ軸）」となる。また、仮に、レンズ２の玉型形状が真円形状であるとすると、回転モータ３４を駆動してレンズ２を回転させても、レンズ２のコバ面からレーザ変位計２０までの離間距離は変わらない。これに対して、レンズ２の玉型形状が、たとえば、楕円形状や長方形に近い形状等であると、回転モータ３４を駆動してレンズ２を回転させたときに、レンズ２のコバ面からレーザ変位計２０までの離間距離が変化する。
【００６６】
次に、上述のように動作するレンズ形状測定装置１を用いて測定を行う場合の動作手順（レンズ形状測定方法を含む）について説明する。レンズ２の測定には、レンズ２の加工（玉型加工）に適用した玉型加工データを利用する。ここで記述するレンズ２の玉型加工データは、たとえば、特開平５−１１１８６２号公報に示すような、玉型形状を２次元で示すデータであって、たとえば、レンズ２の所定の基準位置を極とした極座標でレンズの外周形状を規定するデータとなる。
【００６７】
＜３．玉型加工データを利用する場合のレンズ形状測定の動作手順＞
図５はレンズの玉型加工データを利用する場合のレンズ形状測定の動作手順を示すフローチャートである。
【００６８】
（前提条件）
説明の前提として、玉型加工データについては、レンズ２の測定開始に先立って、たとえば、上記図４に仮想的に示すように、記憶装置３８に格納しておき、そこから必要に応じてデータ処理部３７が読み出して利用するものとする。
【００６９】
また、以下のような前提条件で説明する。
すなわち、レンズ２のコバ面の全周（３６０°）を、θ方向で予め設定された角度ピッチで分割し、その分割数に応じてレーザ変位計２０による測定を繰り返し行うものとする。たとえば、レンズ２のコバ面上に複数の測定対象部を設定する場合は、図６に示すように、レンズ２の外接円を円周方向に均等な角度ピッチで分割し、レンズ２のコバ面上において、当該レンズ２のコバ面に交差する各々の分割線上に測定対象部（図中、黒丸印で示す）を設定する。
【００７０】
レーザ変位計２０の測定データの値（本実施例では、出力電圧値であり、以下、「測定値」とも記す）は、受光部２３で受光される光量が増えると、それにしたがって大きくなり、受光部２３での受光量が少なくなると、それにしたがって小さくなるものとする。
【００７１】
また、前述したように、レーザ変位計２０の投光部２２からはライン形状のレーザ光が投光されるものとする。そして、このレーザ光のライン長の範囲（以下、「レーザ照射範囲」と記す）内に、レンズ２の厚み方向でレンズ２のコバ面の全部が収まり、この状態がレンズ２を回転させてもレンズ２の全周にわたって維持されるものとする。
【００７２】
ちなみに、レンズ２の凸面や凹面のカーブが深く、Ｚ軸方向の偏差が大きいレンズの場合はレンズ２が回転している途中で、レーザ照射範囲からレンズ２のコバ面の一部または全部が外れることも考えられる。そうした場合は、レーザ照射範囲からレンズ２のコバ面が外れないように、データ処理部３７がＺ移動モータ３３を上下に駆動させて、レーザ変位計２０を適宜Ｚ方向に移動（変位）させるものとする。
【００７３】
（実際の動作手順）
ステップＳ１；
まず、θステージ１２にレンズ２をセットしてクランプする。レンズ２のセット作業は人為的に行い、レンズ２のクランプは前述したクランプモータ４１の駆動によって行う。その際、レンズ２は、前述したように玉型加工装置の保持具に装着され、その加工が終了した保持具つきの状態でθステージ１２にセットされる。また、θステージ１２上においては、レンズ２の支持中心Ｏとθステージ１２の回転中心が一致するように、レンズ２を位置決めして取り付ける。レンズ２の位置決めは、前述した位置決め手段によって行う。また、Ｚ方向におけるレンズ２の向きは、レンズ２の凸面に保持具を密着させて保持し、レンズ２の凹面を上向きにしてθステージ１２に取り付ける。その際、レンズ２と保持具との固定は、たとえば、レンズ２の表面を傷つけないようにウレタン製の両面テープを用いた接着により行う。ただし、これに限らず、たとえば、サクションカップを利用した真空吸着によってレンズ２と保持具とを固定してもよい。
【００７４】
また、θステージ１２にレンズ２をセットするときは、それに先立ってレンズ形状測定装置１の各部を予め設定された初期位置（以下、「ホームポジション」と記す）に配置しておく。レンズ形状測定装置１の各部をホームポジションに配置すると、たとえば、図７に示すような状態になる。すなわち、レーザ変位計２０は、その測定基準軸Ｊが、レンズ２の回転中心を通るＹ軸に一致する状態で配置される。また、θステージ１２は、レンズ２を回転させたときに、回転の途中でレンズ２がレーザ変位計２０に接触しないように、両者の間に十分な距離（たとえば、図示のようにレンズ２の支持中心Ｏからレーザ変位計２０の焦点位置までの距離が５０ｍｍとなる距離）を確保した状態で配置される。
【００７５】
ステップＳ２；
次に、レンズ２の長径部が測定対象部となるように（測定位置にくるように）記憶装置３８に記憶された玉型加工データを使用し、レンズ２を回転させる。その際、データ処理部３７は、前述したレーザ変位計２０の測定基準軸上にレンズ２の長径部が配置された状態で、レンズ２の回転が停止するように、Ｙ移動モータ３２および回転モータ３４の駆動を制御する。レンズ２の長径部は、図６に示すように、玉型形状を表わす動径データ（ｒ，θ）で、半径距離ｒが最も長い部分（以下、「長径部Ｐａ」と記す）である。
【００７６】
上述のようにレンズ２を回転させるにあたっては、レンズ形状測定装置１の各部をホームポジションに配置した状態から、回転モータ３４の駆動によってレンズ２を回転させるとともに、Ｙ移動モータ３２の駆動によってレンズ２をレーザ変位計２０に徐々に近づけるように移動させる。
【００７７】
そうすると、レンズ２をレーザ変位計２０に近づけていく途中で、レンズ２の長径部Ｐａがレーザ変位計２０の焦点位置を通過する瞬間が訪れる。そして、その瞬間に、レーザ変位計２０の測定値が大きく変化する。たとえば、図８（Ａ）に示すように、レンズ２を時計回り方向に回転させながら、Ｙ移動モータ３２の駆動によってレンズ２をレーザ変位計２０に近づけていくと、図８（Ｂ）に示すように、レンズ２の長径部Ｐａがレーザ変位計２０の焦点位置（たとえば、レーザ変位計２０の基準とする端面部分から１５ｍｍの位置）にきたときに、レーザ変位計２０の測定値が大きく変化する。その理由を以下に記述する。
【００７８】
まず、レンズ２の長径部Ｐａがレーザ変位計２０の焦点位置を通過するときは、投光部２２から投光したレーザ光がレンズ２の長径部Ｐａで反射し、この反射光が受光部２３で受光される。特に、レンズ２（θステージ１２）の回転方向においては、レンズ２の回転中に、レンズ２の長径部Ｐａを通る法線（長径部に接する接線に垂直な線）Ｍが、レンズ２の支持中心Ｏを通るＹ軸にちょうど重なる瞬間があり、この瞬間にレーザ変位計２０の測定値が最大となる。なぜなら、その瞬間においては、レンズ２の長径部Ｐａを測定対象部Ｐｓとして、そこを通る法線Ｍを中心にレーザ光の入射角および反射角を規定したときに、それらの角度がほぼ等しくなる、つまり測定対象部Ｐｓで反射したレーザ光を最も効率良く受光できる状態になるためである。このような状況においては、レーザ変位計２０の投光部２２からレンズ２の長径部Ｐａに入射したレーザ光のうち、そこで正反射した光がレーザ変位計２０の受光部２３に向かって進む。このため、レンズ２のコバ面の測定対象部Ｐｓを通る法線がＹ軸に対して傾いている場合に比べて、受光部２３で受光される光量が多くなり、それに応じてレーザ変位計２０の測定値も大きくなる。
【００７９】
また、レンズ２のコバ面にヤゲンまたは溝が形成されている場合は、レンズ２のコバ面の凹凸形状に応じて、レーザ変位計２０の測定値が変化する。これは、レンズ２のコバ面にヤゲン（凸部）又は溝（凹部）が形成されている場合は、それらの形成部分とそれ以外の部分で、レンズ２のコバ面からレーザ変位計２０までの距離が変わるためである。
【００８０】
これに対して、レンズ２の長径部Ｐａがレーザ変位計２０の焦点位置を通過する少し前、または通過した少し後では、レンズ２のコバ面で反射したレーザ光の主たる光線がレーザ変位計２０の受光部２３から外れたり、レーザ変位計２０に対向するレンズ２のコバ面がレーザ変位計２０の焦点位置から外れたりする。このため、投光部２２からレーザ光を投光しても、受光部２３でレーザ光があまり受光されない状態となる。したがって、レーザ変位計２０の測定値は、長径部Ｐａよりも小さい値となる。
【００８１】
以上のことから、レーザ変位計２０の測定値が最大値となる条件でレンズ２の回転を停止させるようにすれば、上記図８（Ｂ）に示す状態（レンズ２の長径部Ｐａを測定対象部Ｐｓとした状態）が得られる。
【００８２】
ステップＳ３；
次に、以下の２つの条件を満たすように、レンズ２とレーザ変位計２０の相対位置を調整する。
【００８３】
（第１の条件）
図９に示すように、レンズ２の測定対象部Ｐｓを通る法線Ｋを基準（中心）に、当該測定対象部Ｐｓに対するレーザ変位計２０の入射角θｉと反射角θｒが等しい反射、つまり鏡面反射の状態となること。
この第１の条件を満たすには、回転モータ３４を駆動してレンズ２をθ方向に回転させる必要がある。レンズ２の測定対象部Ｐｓを通る法線の向きは、レンズ２のコバ面上において、いずれの位置を測定対象部にするかによって異なる。
【００８４】
（第２の条件）
上記図９に示すように、レンズ２の測定対象部Ｐｓにレーザ変位計２０の焦点位置が合うこと。
この第２の条件を満たすには、Ｘ移動モータ３１を駆動してレーザ変位計２０を移動させるとともに、Ｙ移動モータ３２を駆動してレンズ２をＹ方向に移動させる必要がある。
【００８５】
具体的には、上記ステップＳ２でレンズ２を回転させたときに、レーザ変位計２０の測定基準軸Ｊに対して、図８（Ａ），（Ｂ）で示すように、レンズ２の長径部を通る法線Ｍが傾きをもつ場合は、その傾きがなくなる（レンズ２の長径部を通る法線Ｍとレーザ変位計２０の測定基準軸Ｊとが平行になる）ように、レンズ２の回転方向の向きを調整する。また、レンズ２の傾きを調整すると、その調整量に応じて、レンズ２の長径部の位置もずれる。このため、レンズ２の長径部の位置がずれたら、それにあわせてレーザ変位計２０の位置を調整する。レンズ２の向きの調整は、データ処理部３７が、モータ制御部３５を介して回転モータ３４の駆動を制御することにより行う。
また、レーザ変位計２０の位置の調整は、データ処理部３７がモータ制御部３５を介してＹ移動モータ３２の駆動を制御することにより行う。
【００８６】
また、レンズ２とレーザ変位計２０の相対位置の調整は、モータ制御部３５を介してデータ処理部３７がＸ移動モータ３１、Ｙ移動モータ３２および回転モータ３４の駆動を制御することにより行う。
【００８７】
ここで、上記２つの条件を満たすために、Ｘ移動モータ３１、Ｙ移動モータ３２および回転モータ３４を駆動する際の制御データは、データ処理部３７が、記憶装置３８から読み出したレンズ２の玉型加工データを用いて生成する。データ処理部３７においては、レンズ２の玉型加工データさえあれば、上記２つの条件を満たすための制御データを、たとえば、幾何学的な計算式等に基づいて求めることができる。以下に、具体例を挙げて説明する。
【００８８】
まず、θステージ１２にレンズ２をセットしたときに、レンズ２とレーザ変位計２０の相対位置が、たとえば、図１０（Ａ）に示す関係になっていたとする。
この図で、実線は旋回前のレンズ２の位置を表わし、点線を用いて規定される角度θ°はレンズ２の旋回角度を表わし、二点鎖線は旋回後のレンズ２の位置を表わす。
図中の実線で示す状態にレンズ２が配置されている場合は、見かけ上、図中二点鎖線で示すようにレンズ２の測定対象部Ｐｓを中心にレンズ２を旋回させれば、当該測定対象部ＰｓをＸＹ方向に変位させることなく、上記の第１の条件（当該測定対象部Ｐｓに対するレーザ変位計２０の入射角θｉと反射角θｒが等しい反射の条件）を満たす状態を得ることができる。ただし、レンズ形状装測定置１の構成上、上記Ｐｓの位置を中心にレンズ２を旋回させることはできない。なお、図１０（Ｂ）は上記のようにレンズ２を旋回させた後の状態を示している。また、図１０（Ａ），（Ｂ）においては、レンズ２の支持中心Ｏとレンズ２の測定対象部Ｐｓとを結ぶ軸線をＬａ，Ｌｂで表すとともに、レンズ２を旋回する前の当該軸線をＬａ、レンズ２を旋回した後の当該軸線をＬｂで表している。
【００８９】
本発明の実施の形態に係るレンズ形状測定装置１では、上述したレンズ２の旋回動作を、Ｘ軸、Ｙ軸およびθ軸の３軸駆動によって実現する。以下、具体的に記述する。
【００９０】
まず、θ方向に回転するθステージ１２には、レンズ２を保持する保持具の回転方向の位置を決める位置決め手段が設けられている。このため、θステージ１２にレンズ２をセットする際に、レンズ２の回転方向における保持具の回転方向の位置は、θステージ１２にレンズ２をセットした段階で一義的に決まる。
【００９１】
また、レンズ形状測定装置１が備えるセンサ機能の一つとして、たとえば、回転モータ３４の駆動によってレンズ２を回転させる場合に、当該回転方向のホームポジションを、図示しない回転位置センサを用いて検出し得る構成とする。さらに、回転位置センサの検出結果はデータ処理部３７に取り込むものとし、その検出結果に基づいて、レンズ２が上記のホームポジションに配置されたことをデータ処理部３７で検知し得る構成とする。これにより、データ処理部３７においては、たとえば、上記回転方向のホームポジションからレンズ２を回転させた場合に、回転モータ３４の回転量（たとえば、回転モータ３４がパルスモータであれば、これを駆動するためのパルス数）に基づいて、当該ホームポジションからどの程度レンズ２が回転したのかを把握することができる。
【００９２】
ここで、説明の便宜上、たとえば上記図７に示すように、レンズ２のコバ面上で連続する３点を、それぞれＰ０，Ｐ１，Ｐ２とする。また、図７の状態でＹ軸上に位置するレンズ２のコバ面上の一点をＰｋとする。この場合、各々の点Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２の位置を、レンズ２の支持中心Ｏを極とした極座標（Ｒ−θ座標）で表現すると、次のようになる。
【００９３】
Ｐ０＝（ｒ０，θ０）
Ｐ１＝（ｒ１，θ１）
Ｐ２＝（ｒ２，θ２）
ｒ０はレンズの支持中心Ｏ（Ｘ軸とＹ軸の交点）から点Ｐ０までの半径距離、ｒ１はレンズ２の支持中心Ｏから点Ｐ１までの半径距離、ｒ３はレンズ２の支持中心Ｏから点Ｐ２までの半径距離である。また、θ０はレンズ２の支持中心Ｏと点Ｐ０を結ぶ線分がＹ軸に対してなす角度、θ１はレンズ２の支持中心Ｏと点Ｐ１を結ぶ線分がＹ軸に対してなす角度、θ２はレンズ２の支持中心Ｏと点Ｐ２を結ぶ線分がＹ軸に対してなす角度である。
【００９４】
図７において、Ｘ軸およびＹ軸は、レンズ２の回転中心で交差し、この交差点が極座標の極となっている。そして、Ｘ軸を境に、レーザ変位計２０に近づく方向をＹ方向の正（＋）の方向とし、レーザ変位計２０から遠ざかる方向をＹ方向の負（−）の方向としている。また、Ｙ軸を境に、図中右方向をＸ方向の正の方向とし、図中左方向をＸ方向の負の方向としている。さらに、レンズ２の回転方向においては、時計回り方向を正の方向、反時計回り方向を負の方向としている。
【００９５】
上記図７に示す状態から、たとえば、点Ｐ１をレンズ２のコバ面の測定対象部Ｐｓ（図９を参照）とする場合は、データ処理部３７がモータ制御部３５を介してモータ３１，３２，３４の駆動を制御することにより、レンズ２とレーザ変位計２０の相対位置を図１１のように調整する。この場合、Ｘ方向のレーザ変位計２０の移動量ｘと、Ｙ方向のレンズ２の移動量ｙと、θ方向のレンズ２の回転量αは、それぞれ以下の計算式（１）、（２）、（３）によって求めることができる。なお、図１１において、レンズ２の支持中心Ｏと点Ｐｋとを結ぶ線分Ｌ１と、レンズ２の支持中心Ｏと点Ｐ１とを結ぶ線分Ｌ２とがなす角度θ１については、上記図７に示す角度θ１と同一である。
【００９６】
ｘ＝−ｒ１ｘｓｉｎ（θ１−α）                          …（１）
ｙ＝ｒ１ｘｃｏｓ（θ１−α）＋ｆ                        …（２）
ただし、ｆはレーザ変位計の投光部を基準とした焦点距離（たとえば、１５ｍｍ）
ｒ０ｘｃｏｓ（θ０−α）＝ｒ２ｘｃｏｓ（θ２−α）      …（３）
ただし、ｃｏｓ（θ０−α）＞０
【００９７】
データ処理部３７は、上述のようにして求めた各方向の移動量および回転量に基づいて、Ｘ移動モータ３１、Ｙ移動モータ３２および回転モータ３４の駆動を制御することにより、レンズ２とレーザ変位計２０の相対位置を上記図９に示す状態になるように調整する。この状態では、レンズ２に対して、レンズ２のコバ面上で測定対象部とした点Ｐｓを通る法線Ｋを基準に、当該測定対象部に入射するレーザ光の入射角θｉと、当該測定対象部から反射するレーザ光の反射角θｒとが等しい反射（鏡面反射）となって、当該測定対象部での反射光が観測されるように、レーザ変位計２０が配置される。
【００９８】
ステップＳ４；
次に、レーザ変位計２０によるｎ回目（ｎは自然数で、初期値は「１」）の測定を実施する。ｎは、レンズ２の全周にわたって測定を終えたかどうかを判断するために用いる変数である。この場合は、レンズ２の長径部を１回目の測定対象部としてレーザ変位計２０による測定が実施されることになる。また、測定の実施に先立って、上記の調整を行うことにより、レンズ２の長径部を通る法線がレーザ変位計２０の測定基準軸に一致した状態となる。このため、レンズ２の長径部を１回目の測定対象部とする場合は、この測定対象部を通るレンズ２の法線を基準（中心）に、レーザ変位計２０からレンズ２の長径部に入射するレーザ光の入射角と、当該測定対象部で反射するレーザ光の反射角とが等しくなり、この状態で測定が実施される。
【００９９】
ステップＳ５；
次に、レンズ２のコバ面を全周（３６０°）にわたって測定したかどうかを判断する。ここでの判断は、たとえば、次のように行う。
すなわち、前述したように、レンズ２のコバ面をθ方向に３°ピッチで分割したとすると、その分割数は合計で１２０となる。その場合は、レンズ２のコバ面を全周測定するのに１２０回の測定を実施する必要がある。このため、レーザ変位計２０を用いて測定を実施した回数を変数ｎで把握し、この変数ｎの値が１２０に到達したときに測定終了（Ｙｅｓ）と判断し、到達していなければ測定未終了（Ｎｏ）と判断する。そして、測定未終了と判断した場合は、次のステップに進み、測定終了と判断した場合は一連の測定動作を終える。
【０１００】
ステップＳ６；
次に、上記ｎの値を一つ加算する。このため、１回目の測定を終えた後であれば、ｎの値が一つ加算されて「ｎ＝２」になる。ｎの値を１加算することは、レンズ２のコバ面上で測定対象部の位置を、前回測定した位置から、次回測定する位置に変更することを意味する。
【０１０１】
ステップＳ７；
次に、現在のｎの値に対応した測定対象部の位置に合わせてレンズ２を予め設定された角度ピッチ分だけ回転させる。たとえば、図１２（Ａ）に示すように、レンズ２の長径部Ｐａを対象に１回目の測定を行った場合は、図１２（Ｂ）に示すように、そこから予め設定された角度ピッチ分θｐだけレンズ２を回転させる。これにより、レンズ２の測定対象部が前回の位置Ｐａから一つ隣の位置Ｐｂにずれることになる。その後は、上記ステップＳ３に戻って上記同様の動作を繰り返すことになる。
【０１０２】
なお、玉型加工データを利用する場合は、ステップＳ７でレンズ２を回転させる前に、当該玉型加工データを用いて、次回の測定対象部の位置をデータ処理部３７で認識することが可能である。このため、ステップＳ７の処理を省略してステップＳ３の処理に移行し、そこで次の測定対象部の位置にあわせてレンズ２とレーザ変位計２０の相対位置を調整するように動作させてもよい。
【０１０３】
＜４．加工データを利用しない場合のレンズ形状測定の動作手順＞
図１３はレンズの加工データを利用しない場合のレンズ形状測定の動作手順を示すフローチャートである。
【０１０４】
ステップＳ１１〜Ｓ１２；
まず、θステージ１２にレンズ２をセットしてクランプした後、上記図８に示すように、レンズ２の長径部Ｐａが測定対象部Ｐｓとなるようにレンズ２を回転させる。ステップＳ１１については、加工データを利用する場合の動作手順（ステップＳ１）と同様である。ステップＳ１２については、レンズ２の長径部Ｐａが測定対象部Ｐｓに位置するように、レンズ２を回転させる。具体的には、レーザ変位計２０を徐々にレンズ２に近づける動作と、レンズ２を回転させる動作とを行うことにより、レーザ変位計２０の測定値が最大値となるようにレンズ２の回転を停止させる。
【０１０５】
ステップＳ１３；
次に、ｎ回目（ｎは自然数で、初期値は「１」）の測定を実施するのに先立って、たとえば、１回目の測定対象部Ｐｓをレンズ２の長径部Ｐａに設定した場合は、図１４に示すように、測定対象部Ｐｓとした長径部Ｐａの両側２箇所（点Ｐｓ-1と点Ｐｓ-2）を対象に、レーザ変位計２０による測定を行う。
【０１０６】
具体的には、測定対象部Ｐｓの位置からレンズ２の回転方向の一方側に僅かに位置がずれた点Ｐｓ-1を対象に、レーザ変位計２０を用いた測定を行い、そのときに出力される測定データＤ１をデータ処理部３７に取り込む。
【０１０７】
次に、測定対象部Ｐｓの位置からレンズ２の回転方向の他方側に僅かに位置がずれた点Ｐｓ-2を対象に、レーザ変位計２０を用いた測定を行い、そのときに出力される測定データＤ２をデータ処理部３７に取り込む。
【０１０８】
ステップＳ１４；
次に、上記の点Ｐｓ-1と点Ｐｓ-2を対象とした測定によって取り込んだ測定データＤ１，Ｄ２の値が等しくなるように、レンズ２を回転させる。この動作は、上記の鏡面反射の状態が得られるようにするために行う。このとき、レンズ２を回転させると、それにしたがって測定対象部Ｐｓの位置がＸ方向にずれる。このため、測定対象部Ｐｓの位置変動に追従するかたちで、レーザ変位計２０をＸ方向に移動させる。また、測定対象部Ｐｓの位置がレーザ変位計２０の焦点距離から外れた場合は、測定対象部Ｐｓの位置がレーザ変位計２０の焦点距離に収まるようにレンズ２をＹ方向に移動させる。
【０１０９】
ステップＳ１５；
次に、ｎ回目の測定を実施する。この場合は、測定データＤ１，Ｄ２の値が等しくなる状態のもとで、今回（ｎ回目）の測定で測定対象とする測定対象部Ｐｓにレーザ変位計２０からのレーザ光を照射して、レンズ形状測定を実施する。これにより、上記図９に示すように、レンズ２のコバ面上に設定された測定対象部Ｐｓを通るレンズの法線Ｋを基準に、レーザ変位計２０から測定対象部Ｐｓに入射するレーザ光の入射角θｉと、この測定対象部Ｐｓで反射するレーザ光の反射角θｒとが等しい鏡面反射の状態となり、この状態でレンズ２の測定が行われる。
【０１１０】
ステップＳ１６；
次に、レンズ２のコバ面を全周（３６０°）にわたって測定したかどうかを判断する。ここでの判断は、たとえば、前述した「加工データを利用する場合」と同様に行えばよい。ここで測定未終了と判断した場合は、次のステップに進み、測定終了と判断した場合は一連の測定動作を終える。
【０１１１】
ステップＳ１７；
次に、ｎの値を一つ加算する。
【０１１２】
ステップＳ１８；
次に、上記図１２に示したように予め設定された角度ピッチ分θｐ（だけレンズ２を回転させる。これにより、先に測定を済ませた測定対象部Ｐａに替わって、次に測定すべき測定対象部ＰｂがＹ軸上に配置される。その後、上記ステップＳ１３に戻って同様の処理を行う。
【０１１３】
＜５．実施の形態による効果＞
本発明の実施の形態に係るレンズ形状測定装置１やレンズ形状測定方法を適用してレンズ２の測定を行うことにより、以下のような効果が得られる。
【０１１４】
測定の対象物としたレンズ２のコバ面が研磨で平滑化されている場合でも、各々の測定対象部ごとにレーザ変位計２０で測定するときには、上記従来技術で記述した方式（レンズの回転中心に向けてレーザ変位計からレーザ光を投光する方式）に比べて、レーザ変位計２０の投光部２２から投光したレーザ光が、レンズ２の測定対象部で効率良く反射し、かつ当該反射したレーザ光がレーザ変位計２０の受光部２３で効率良く受光されるようになる。以下に理由を述べる。
【０１１５】
レンズの支持中心に向けてレーザ変位計からレーザ光を投光する方式では、レンズのコバ面に対してレーザ光がまっすぐに入射するか、レンズのコバ面のカーブによって斜めに入射することになる。このうち、レンズのコバ面にまっすぐにレーザ光が入射する場合は、レンズのコバ面が平坦化されると、そこに入射したレーザ光の多くが反射せずにレンズの内部に進出する。また、レンズのコバ面に斜めにレーザ光が入射する場合は、そこでレーザ光の反射が顕著になるものの、そこから反射したレーザ光の多くがレーザ変位計の受光部とは異なる方向に向けて進む。その結果、レーザ変位計で適正な測定に必要とされる受光量が得られなくなるおそれがある。
【０１１６】
これに対して、上記実施の形態においては、レンズ２の各々の測定対象部ごとに、当該測定対象部を通るレンズ２の法線に対して、レーザ変位計２０におけるレーザ光の入射角と反射角が等しい鏡面反射となるように、レンズ２とレーザ変位計２０の相対位置を調整している。これにより、測定対象部で反射するレーザ光の割合が多くなる。
また、レーザ変位計２０で受光されるレーザ光の光量が多くなる。その結果、上記従来技術で記述した方式に比べて、レンズ２の測定対象部におけるレーザ光の反射と、レーザ変位計２０の受光部２３におけるレーザ光の受光が、いずれも効率良く行われる。
したがって、レーザ変位計２０を用いて得られる測定データに基づいて、レンズ２の形状や寸法に関する測定を高精度に行うことができる。
【０１１７】
また、データ処理部３７においては、たとえば、レンズ２の周長に関しては、レンズ２のコバ面上に設定された複数の測定対象部を順にレーザ変位計２０で測定して得られる複数の測定データをデータ処理部３７で集計し、この集計データを、たとえば、データ処理部３７に組み込まれた演算プログラムの入力値として適用することにより、計算によって求めることができる。そして、その計算結果（レンズの周長を示す数値データ）を表示部３９に表示することができる。
【０１１８】
また、これ以外にも、たとえば、ある一つの測定対象部をレーザ変位計２０で測定して得られる測定データを入力値として、データ処理部３７に組み込まれた形状データ生成プログラムを起動することにより、レンズ２のコバ面の断面形状を画像で示す形状データ（線画像データ）を生成し、これを表示部３９に表示することができる。
【０１１９】
さらに、レンズ２のコバ面にヤゲンが形成されている場合は、このヤゲンの頂部の位置を示す数値データや、ヤゲンの高さを示す数値データなどを計算で求め、これを表示部３９に表示することができる。また、レンズ２のコバ面に溝が形成されている場合は、この溝の幅や深さを示す数値データを計算で求め、これを表示部３９に表示することができる。
その他、レンズ２の測定に必要される種々の形状データや数値データをデータ処理部３７で求めて、その結果を表示部３９に表示することができる。
【０１２０】
参考までに、本発明の実施の形態に係るレンズ形状測定装置１およびレンズ形状測定方法によって測定可能な項目の具体例につき、図１５を用いて説明する。
レンズ２の測定項目としては、図例のように、レンズ２の凸面２Ａおよび凹面２Ｂとの関係で記述すると、面取り量Ｔ、コバ面２Ｃの幅Ｗ１（面取りしている場合はＷ２やＷ３）、コバ面２Ｃの傾斜角β（例えば光軸に対する傾斜角）等がある。さらに、コバ面２Ｃにヤゲン２Ｄを有する場合の測定箇所としては、ヤゲン２Ｄの高さＨ、ヤゲン２Ｄの斜面の角度α１、α２、ヤゲン２Ｄの頂点の位置（例えば、レンズ凸面（前面）２Ａからの距離Ｐ、あるいはコバ面２Ｃの幅に対する距離Ｐの比率で表すことができる。）等がある。また、コバ面２Ｃに溝２Ｅを有する場合の測定項目としては、溝２Ｅの深さＤ、溝２Ｅの幅Ｅ、溝２Ｅの位置（例えば、レンズ凸面（前面）２Ａから溝２Ｅの前方側開口端までの距離Ｇａ、レンズ凹面（後面）２Ｂの周縁から溝２Ｅの後方側開口端までの距離Ｇｂ１（面取りしている場合はＧｂ２やＧｂ３）で表すことができる。）等がある。
【０１２１】
また、上記実施の形態においては、レンズ２の測定を開始するにあたって、レンズ２の長径部を１回目の測定対象部としているため、他の頂部以外の部分を１回目の測定対象部とする場合に比べて、レンズ２とレーザ変位計２０の相対位置の調整を短時間で終えることができる。その理由は、次のような事情による。すなわち、レンズ２の長径部Ｐａは、レンズ２のコバ面上で一つの頂部を形成し、この頂部を通るレンズ２の法線は、レンズ２の支持中心Ｏから放射状に延びる放射線の方向に沿うものとなる。これに対して、頂部以外の部分を通るレンズ２の法線は、当該放射線の方向に沿わず、より大きな傾きをもつ。このため、上記の鏡面反射の状態となるようにレンズ２を回転させる場合に、レンズ２の長径部Ｐａを１回目の測定対象部としたほうが、頂部以外の部分を測定対象部とする場合よりも、レンズ２の相対位置を調整する際の調整量が少なくて済む。したがって、レンズ形状測定装置１においてレンズ２の測定を開始してから１回目の測定対象部について測定を終えるまでの所要時間を短縮することができる。
【０１２２】
また、レンズ２のコバ面上に複数の測定対象部を設定するにあたって、それに適用される角度ピッチの刻み幅をレンズ２の全周にわたって一様に設定してもよいが、さらに好ましくは、以下のように設定するとよい。
【０１２３】
すなわち、レンズ２の外形形状において曲率半径が相対的に大きい領域（カーブがゆるい領域）では、上述した角度ピッチの刻み幅を相対的に大きく設定し、レンズ２の曲率半径が相対的に小さい領域（カーブがきつい領域）では、上述した角度ピッチの刻み幅を相対的に小さく設定する。
【０１２４】
このような条件で角度ピッチの刻み幅を設定した場合は、次のような効果が得られる。まず、レンズ２のコバ面のカーブがゆるい領域、つまりレンズ２を回転させたときに保持具の中心からレンズ２のコバまでの半径距離ｒの変化が小さい領域では、レーザ変位計２０を用いた測定が細かく行われる。これに対して、レンズ２のコバ面のカーブがきつい領域、つまりレンズ２を回転させたときに保持具の中心からレンズ２のコバまでの半径距離ｒの変化が大きい領域では、レーザ変位計２０を用いた測定が大まかに行われる。このため、レンズ２の頂部とその周辺部では、相対的に高い解像度で測定を行うことができ、それ以外の部分では、相対的に低い解像度で測定を行うことができる。したがって、レンズ形状測定に係る効率を向上させることが可能となる。
【０１２５】
また、レンズ形状測定装置１の構成として、第１の移動手段を構成するＸ軸移動系３と、第２の移動手段を構成するＹ軸移動系４を、それぞれ構造的に分離した状態でレンズ形状測定装置１に実装した構成を採用している。このため、移動軸（Ｘ軸、Ｙ軸）の向きを個別に調整することができる。また、一構造体あたりの質量の分散（低減）効果などにより、それぞれの構造物の慣性力を小さく抑えることができる。したがって、第１の移動手段および第２の移動手段を一つの構造体として構成する場合に比べて、動作の高速性や高精度化を図る上で有利になる。
【０１２６】
また、第３の相対位置可変手段を構成するＺ軸移動系５を備えた構成となっているため、たとえば、コバの厚いレンズやレンズカーブが深いレンズの測定を行う場合などに、レンズの回転中にレーザ光の照射位置がレンズのコバ面から外れないように、レンズと測定手段の相対位置を調整することができる。
【符号の説明】
【０１２７】
１…レンズ形状測定装置、２…レンズ、３…Ｘ軸移動系、４…Ｙ軸移動系、５…Ｚ軸移動系、６…θ軸回転系、９…Ｘ軸ステージユニット、１０…Ｙ軸ステージユニット、１１…Ｚ軸ステージユニット、１２…θステージ、２０…レーザ変位計、２２…投光部、２３…受光部、２８…光位置検出素子、３０…制御コンピュータ、３１…Ｘ移動モータ、３２…Ｙ移動モータ、３３…Ｚ移動モータ、３４…回転モータ、３５…モータ制御部、３６…変位計制御部、３７…データ処理部、３８…記憶装置、４１…クランプモータ
【図１】
2011125829.tif 000003
【図２】
2011125829.tif 000004
【図３】
2011125829.tif 000005
【図４】
2011125829.tif 000006
【図５】
2011125829.tif 000007
【図６】
2011125829.tif 000008
【図７】
2011125829.tif 000009
【図８】
2011125829.tif 000010
【図９】
2011125829.tif 000011
【図１０】
2011125829.tif 000012
【図１１】
2011125829.tif 000013
【図１２】
2011125829.tif 000014
【図１３】
2011125829.tif 000015
【図１４】
2011125829.tif 000016
【図１５】
2011125829.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成23年7月8日(2011.7.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定の対象物となる眼鏡レンズを支持する支持手段と、
レーザ光を物体表面の被測定位置に照射したとき、その反射光の観測位置が前記物体の被測定位置に依存して変化することを利用して前記物体の被測定位置を測定するレーザ変位計と、
前記支持手段で支持した前記眼鏡レンズと前記レーザ変位計との相対位置を変化させる相対位置可変手段と、
前記眼鏡レンズと前記レーザ変位計との位置関係が、前記レーザ変位計のレーザ光が前記眼鏡レンズのコバ面上に設定された測定対象部に照射され、かつ、前記測定対象部を通る眼鏡レンズの法線に対して前記レーザ光の入射角と反射角とが等しい反射となって反射光が観測される位置関係となるように、前記相対位置可変手段の駆動を制御する駆動制御手段と、
を備え、
前記駆動制御手段は、前記眼鏡レンズの玉型加工に適用された玉型加工データを利用して、前記相対位置可変手段の駆動を制御するための制御データを生成する
ことを特徴とするレンズ形状測定装置。
【請求項２】
測定の対象物となる眼鏡レンズを支持する支持手段と、
レーザ光を物体表面の被測定位置に照射したとき、その反射光の観測位置が前記物体の被測定位置に依存して変化することを利用して前記物体の被測定位置を測定するレーザ変位計と、
前記支持手段で支持した前記眼鏡レンズと前記レーザ変位計との相対位置を変化させる相対位置可変手段と、
前記眼鏡レンズと前記レーザ変位計との位置関係が、前記レーザ変位計のレーザ光が前記眼鏡レンズのコバ面上に設定された測定対象部に照射され、かつ、前記測定対象部を通る眼鏡レンズの法線に対して前記レーザ光の入射角と反射角とが等しい反射となって反射光が観測される位置関係となるように、前記相対位置可変手段の駆動を制御する駆動制御手段と、
を備え、
前記駆動制御手段は、前記測定対象部を前記レーザ変位計で測定する前に、前記眼鏡レンズのコバ面上において、前記測定対象部から前記レンズの回転方向の一方側にずれた第１の箇所と、前記測定対象部から前記眼鏡レンズの回転方向の他方側にずれた第２の箇所を、それぞれ前記レーザ変位計で測定したときに得られる測定データを取り込み、前記第１の箇所を測定したときに得られる前記測定データの値と前記第２の箇所を測定したときに得られる前記測定データの値が等しくなるように、前記相対位置可変手段の駆動を制御し、
その後、前記レーザ変位計が前記測定対象部を測定する
ことを特徴とするレンズ形状測定装置。
【請求項３】
測定の対象物となる眼鏡レンズを支持する支持手段と、
レーザ光を物体表面の被測定位置に照射したとき、その反射光の観測位置が前記物体の被測定位置に依存して変化することを利用して前記物体の被測定位置を測定するレーザ変位計と、
前記支持手段で支持した前記眼鏡レンズと前記レーザ変位計との相対位置を変化させる相対位置可変手段と、
前記相対位置可変手段の駆動を制御する駆動制御手段と、
を備え、
前記相対位置可変手段は、
前記レーザ変位計の測定基準軸を含む平面と平行な方向に前記眼鏡レンズと前記レーザ変位計との相対位置を変化させるＸＹ軸移動系と、
前記平面に垂直な方向に前記眼鏡レンズと前記レーザ変位計との相対位置を変化させるＺ軸移動系と、
前記平面に垂直な回転軸によって前記眼鏡レンズを回転させるθ軸回転系と、
を備え、
前記駆動制御手段は、
前記眼鏡レンズのコバ面上の１つの測定対象部が、前記レーザ変位計の測定基準軸上でかつ焦点位置に移動するように前記相対位置可変手段を駆動させる第１の駆動制御手段と、
その第１の駆動制御手段により前記眼鏡レンズを移動させた後に、前記測定対象部を中心に前記眼鏡レンズを旋回させる動作をＸ軸、Ｙ軸およびθ軸の３軸駆動によって実現すべく、前記ＸＹ軸移動系とθ軸回転系を駆動させる第２の駆動制御手段と、を有することを特徴とするレンズ形状測定装置。
【請求項４】
測定の対象物となる眼鏡レンズを支持する支持手段と、
レーザ光を物体表面の被測定位置に照射したとき、その反射光の観測位置が前記物体の被測定位置に依存して変化することを利用して前記物体の被測定位置を測定するレーザ変位計と、
前記支持手段で支持した前記眼鏡レンズと前記レーザ変位計との相対位置を変化させる相対位置可変手段と、
前記相対位置可変手段の駆動を制御する駆動制御手段と、
を備え、
前記相対位置可変手段は、
前記レーザ変位計の測定基準軸を含む平面と平行な方向に前記眼鏡レンズと前記レーザ変位計との相対位置を変化させるＸＹ軸移動系と、
前記平面に垂直な方向に前記眼鏡レンズと前記レーザ変位計との相対位置を変化させるＺ軸移動系と、
前記平面に垂直な回転軸によって前記眼鏡レンズを回転させるθ軸回転系と、
を備え、
前記ＸＹ軸移動系は、
異なる二つの移動軸からなるとともに、互いに構造的に分離した状態のＸ軸移動系とＹ軸移動系とを備え、
これらＸ軸移動系とＹ軸移動系のうち一方の移動系に前記レーザ変位計が取り付けられ、他方の移動系に眼鏡レンズが支持される前記θ軸回転系が取り付けられていることを特徴とするレンズ形状測定装置。
【請求項５】
前記レーザ変位計は、前記Ｚ軸移動系を介して前記一方の移動系に取り付けられていることを特徴とする請求項４に記載のレンズ形状測定装置。
【国際調査報告】
2011125829.tif 000018
2011125829.tif 000019
2011125829.tif 000020
2011125829.tif 000021
2011125829.tif 000022
2011125829.tif 000023